DE1254286B - Process for the manufacture of fibers or threads from modified polypropylene - Google Patents

Process for the manufacture of fibers or threads from modified polypropylene

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DE1254286B DEE23115A DEE0023115A DE1254286B DE 1254286 B DE1254286 B DE 1254286B DE E23115 A DEE23115 A DE E23115A DE E0023115 A DEE0023115 A DE E0023115A DE 1254286 B DE1254286 B DE 1254286B
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Description

Verfahren zum Herstellen von Fasern oder Fäden aus modifiziertem Polypropylen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fasern oder Fäden durch Schmelzverspinnen von Gemischen aus Polypropylen und 1 bis 25 Gewichtsprozent eines N-haltigen Polymeren.Process for the production of fibers or threads from modified polypropylene The invention relates to a method for producing fibers or threads by Melt spinning blends of polypropylene and 1 to 25 weight percent of one N-containing polymers.

Kristallines Polypropylen ist bekanntlich chemisch sehr inert und hydrophob. Es läßt sich daher auch nicht nach den üblichen Färbeverfahren, und zwar auch nicht mit in Kohlenwasserstoffen löslichen Farbstoffen und Dispersionsfarbstoffen, dauerhaft anfärben. Ein weiterer Nachteil bisher bekannter Fasern und Fäden aus Polypropylen ist ihre unzureichende Stabilität gegenüber Licht und Witterungseinflüssen. Crystalline polypropylene is known to be chemically very inert and hydrophobic. It can therefore not be used by the usual dyeing processes, namely not even with dyes soluble in hydrocarbons and disperse dyes, to stain permanently. Another disadvantage of previously known fibers and threads Polypropylene is their inadequate stability against light and weather influences.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Fasern und Fäden aus Polypropylen anzugeben, die sich ohne Schwierigkeiten mit einer Vielzahl dispergierter, Metallatome enthaltender saurer Direktfarbstoffe, die unmodifizierte Fäden und Fasern aus Polypropylen normalerweise nicht färben, anfärben lassen. The object of the invention was to provide a method for producing fibers and to indicate threads made of polypropylene, which can easily handle a multitude dispersed acidic direct dyes containing metal atoms, the unmodified Normally, threads and fibers made of polypropylene do not dyed, let dyed.

Es wurde gefunden, daß man zu Fäden und Fasern aus Polypropylen mit den geschilderten Eigenschaften dann gelangt, wenn man ein Gemisch aus Polypropylen und einem Pyridineinheiten aufweisenden Mischpolymerisat aus der Schmelze verspinnt. It has been found that threads and fibers made of polypropylene can be used with the properties described are achieved when a mixture of polypropylene is used and a copolymer comprising pyridine units is spun from the melt.

Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zum Herstellen von Fasern oder Fäden durch Schmelzverspinnen von Gemischen aus Polypropylen und 1 bis 25 Gewichtsprozent eines N-haltigen Polymeren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Gemische verspinnt, die als N-haltiges Polymeres mindestens ein Mischpolymerisat enthalten, das zumindest 25 Molprozent aus Einheiten der allgemeinen Struktur worin R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, R2 eine niedrige Alkylgruppe und n eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeutet, und im übrigen aus Resten eines ungesättigten, polymerisierbaren Monomeren mit einer oder mehreren Kohlenstoff-Kqhlenstoff-Doppelbindungen besteht.The invention accordingly provides a process for producing fibers or threads by melt spinning mixtures of polypropylene and 1 to 25 percent by weight of an N-containing polymer, which is characterized in that mixtures are spun which contain at least one copolymer as the N-containing polymer , which is at least 25 mole percent from units of the general structure where R is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a lower alkyl group and n is an integer from 0 to 4, and otherwise consists of residues of an unsaturated, polymerizable monomer with one or more carbon-carbon double bonds.

Vorzugsweise besteht das Mischpolymerisat zu mindestens 50 Molprozent aus Einheiten der angegebenen Strukturformel. The copolymer is preferably at least 50 mol percent from units of the given structural formula.

Vorzugsweise werden ferner Gemische versponnen die 5 bis 15 Gewichtsprozent des Mischpolymerisates enthalten. Mixtures of 5 to 15 percent by weight are also preferably spun of the copolymer.

Uberraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Farbtöne, die mittels eines bestimmten Farbstoffes auf Fäden aus reinem Polypropylen einerseits und auf Fäden aus den erfindungsgemäß verwendeten Mischungen andererseits erhalten werden, voneinander ganz verschieden sind. Es hat sich ferner gezeigt, daß die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Faden und Fasern drei- bis viermal widerstandsfähiger gegenüber einem oxydativen Abbau sind als Fäden und Fasern aus unmodifiziertem Polypropylen. Surprisingly, it has been shown that the shades produced by a certain dye on threads made of pure polypropylene on the one hand and on On the other hand, threads are obtained from the mixtures used according to the invention, are quite different from each other. It has also been shown that the after The process of the invention can produce filaments and fibers three to four times more resistant as opposed to oxidative degradation are threads and fibers made of unmodified polypropylene.

Die erhöhte Beständigkeit der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Fäden und Fasern gegenüber ultraviolettem Licht und gegenüber Witterungsbedingungen sowie Oxydation im Vergleich zu unmodifizierten Fäden und Fasern aus Polypropylen ist noch nicht vollständig geklärt. Vermutlich wirken die modifizierenden Mischpolymerisate als Art Absorptionsmittel fur chemisch wirksame Strahlenenergie und verhindern somit einen Zerfall des Polypropylens nach einem Radikalmechanismus. The increased durability of those made by the process of the invention Threads and fibers against ultraviolet light and against weather conditions as well as oxidation compared to unmodified threads and fibers made of polypropylene has not yet been fully clarified. The modifying copolymers are presumably effective as a kind of absorbent for chemically effective radiation energy and thus prevent a radical mechanism of disintegration of the polypropylene.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Fäden und Fasern können im übrigen mit beliebigen, fur Polyolefine üblichen bekannten Stabilisatoren weiter gegenüber thermischem Abbau und gegenüber Witterungseinflüssen stabilisiert werden. The filaments and fibers producible by the process of the invention can moreover with any known stabilizers customary for polyolefins further to thermal degradation and against weather influences be stabilized.

Bei Verwendung derartiger Stabilisatoren hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, die Stabilisatoren den Mischungen vor dem Verspinnen zu Fäden zuzusetzen.When using such stabilizers, it has proven to be expedient proved to add the stabilizers to the mixtures before spinning into threads.

Nach dem Verfahren der Erfindung lassen sich Fäden und Fasern herstellen, die gleich günstige hohe Festigkeitswerte und niedrige Dehnungswerte sowie sonstige günstige Eigenschaften aufweisen wie aus unmodifiziertem Polypropylen hergestellte Fäden und Fasern. According to the method of the invention, threads and fibers can be produced, the equally favorable high strength values and low elongation values as well as others have favorable properties such as those made from unmodified polypropylene Threads and fibers.

Dieses Ergebnis ist unter anderem auch deshalb überraschend. weil die erfindungsgemäß zum Modifizieren von Polypropylen verwendeten Polymerisate nicht allgemein in befriedigender Weise zum Modifizieren von Fäden und Fasern aus Polyolefinen verwendet werden können. Verspinnt man beispielsweise Gemische aus einem der beschriebenen Polymerisate und einem Polyäthylen hoher Dichte, so zeigt sich, daß die beiden Komponenten nicht miteinander verträglich sind. Eine Mischung aus Polyäthylen und einem der erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisate liefert beispielsweise beim Schmelzspinnen Fäden, die aus einzelnen Segmenten bestehen. Werden solche Fäden verstreckt, so treten starke Fibrillationen auf, d. h., es werden praktisch wertlose Produkte erhalten. This result is, among other things, surprising. because the polymers used according to the invention for modifying polypropylene are not generally satisfactory for modifying filaments and fibers made from polyolefins can be used. For example, mixtures of one of the described ones are spun Polymers and a high density polyethylene, it is found that the two components are not compatible with each other. A mixture of polyethylene and one of the Copolymers used according to the invention are obtained, for example, from melt spinning Threads that consist of individual segments. If such threads are drawn, so severe fibrillation occurs, d. that is, practically worthless products are obtained.

Als Monomere mit einer oder mehreren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisate kommen alle Monomeren in Frage, die sich mit Vinylpyridinen zu Polymeren der angegebenen Struktur mischpolymerisieren lassen. Geeignet sind somit die verschiedensten ungesättigten polymerisierbaren Monomeren mit einer oder mehreren, vorzugsweise endständigen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen. Geeignete Monomere sind beispielsweise Vinylester, Vinylamide, Vinylnitrile, Vinylketone. Vinylhalogenide und Vinyläther, asis-ungesãt tigte Säuren oder deren Ester, Olefine, Diolefine u. dgl. Genannt seien beispielsweise Acrylnitril, Methacrylnitril, Styrol, a-Methylstyrol, Vinylchlorid. As monomers with one or more carbon-carbon double bonds all monomers are used to produce the copolymers used according to the invention in question, which copolymerize with vinyl pyridines to form polymers of the specified structure permit. The most varied of unsaturated polymerizable ones are therefore suitable Monomers with one or more, preferably terminal, carbon-carbon double bonds. Suitable monomers are, for example, vinyl esters, vinyl amides, vinyl nitriles and vinyl ketones. Vinyl halides and vinyl ethers, non-saturated acids or their esters, olefins, Diolefins and the like may be mentioned, for example, acrylonitrile, methacrylonitrile, styrene, α-methyl styrene, vinyl chloride.

Vinylidenchlorid, Methylvinylketon, Vinylacetat, Fumarsäure-, Maleinsäure- und Itaconsäureester.Vinylidene chloride, methyl vinyl ketone, vinyl acetate, fumaric acid, maleic acid and itaconic acid esters.

2 - Chloräthylvinyläther, Methylenmalonitril, Acrylsäure, Methacrylsäureester, N-Vinylsuccinimid, N-Vinylphthalimid, N-Vinylpyrrolidon, Butadien, Isopren und Vinylidencyanid.2 - chloroethyl vinyl ether, methylenemalonitrile, acrylic acid, methacrylic acid ester, N-vinyl succinimide, N-vinyl phthalimide, N-vinyl pyrrolidone, butadiene, isoprene and vinylidenecyanide.

Die erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisate sollen Molekulargewichte von mindestens 1000 aufweisen. The copolymers used according to the invention should have molecular weights of at least 1000.

Obwohl die erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisate vorzugsweise zu mindestens 50 Molprozent aus Vinylpyridineinheiten der angegebenen Struktur bestehen, werden vorteilhafte Ergebnisse jedoch auch mit solchen Mischpolymerisaten erhalten, die nur zu etwa 40, 30 oder auch nur 25 Molprozent aus Vinylpyridineinheiten der angegebenen Struktur bestehen. Molprozentsätze von mindestens 50 sind jedoch deswegen von Vorteil, weil bei einem Gehalt der Mischpolymerisate von weniger als 50"io dieser Einheiten größere Mengen des Mischpolymerisates, bezogen auf das Gewicht der Polypropylenmischung, angewandt werden müssen, um dieser die erwünschten Eigenschaften zu verleihen. Although the copolymers used according to the invention are preferred consist of at least 50 mol percent of vinylpyridine units of the specified structure, however, advantageous results are also obtained with such copolymers, only about 40, 30 or even 25 mole percent of vinylpyridine units specified structure exist. However, mole percentages of at least 50 are because of this advantageous because with a content of the copolymers of less than 50 "io this Units of larger amounts of the copolymer, based on the weight of the polypropylene mixture, must be applied in order to give them the desired properties.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeignete Mischpolymerisate sind beispielsweise die im folgenden aufgeführten Polymerisate, wobei die Zahlenwerte in den Klammern die Molverhältnisse der Monomeren angeben: 2- Methyl-5-vinylpyridin-Acrylnitril-Mischpolymerisat (90 : 10); 5 -Äthyl - 2-vinylpyridin -Vinylacetat- Mischpolymerisat (80 : 20); 2,4 - Dimethyl - 6 - vinylpyridin - Athylfuramat-Mischpolymerisat (90 : in); 2 - Methyl - 5- vinylpyridin - Styrol - Mischpolymerisat (85 15); 2-Methyl-5-isopropenylpyridin-Butadien-Mischpolymerisat (50 : 50); 2 - Isopropenylpyridin - Styrol - Mischpolymerisat (50 : 50); 2 - Methyl -5 - vinylpyridin - Vinylchlorid - Mischpolymerisat (97 : 3); 2 - Methyl - 5 - vinylpyridin - Vinylpyrrolidon-Mischpolymerisat (65 : 35). Copolymers suitable for carrying out the process of the invention are for example the polymers listed below, where the Numerical values indicate the molar ratios of the monomers in brackets: 2-methyl-5-vinylpyridine-acrylonitrile copolymer (90:10); 5-ethyl-2-vinylpyridine-vinyl acetate copolymer (80:20); 2.4 - Dimethyl-6-vinylpyridine-ethylfuramate copolymer (90: in); 2 - methyl 5-vinylpyridine-styrene copolymer (85 15); 2-methyl-5-isopropenylpyridine-butadiene copolymer (50:50); 2 - isopropenylpyridine - styrene copolymer (50:50); 2 - methyl -5 - vinylpyridine - vinyl chloride copolymer (97: 3); 2 - methyl - 5 - vinyl pyridine - vinyl pyrrolidone copolymer (65:35).

Beispiel 1 Es wurde eine Mischung aus 9 Teilen kristallinem Polypropylen (Grundviskosität I ,05; Dichte 0,914) und 1 Teil eines 5-Äthyl-2-vinylpyridin-Vinylacetat-Mischpolymerisates (80 : 20) hergestellt, indem eine Lösung des Mischpolymerisates in Toluol in Gegenwart von Schnitzeln des Polypropylens in einem konischen Mischer unter Vakuum eingedampft wurde. Die lösungsmittelfreie Mischung wurde dann aufgeschmolzen und zu einem etwa 3,2 mm dicken Stab verpreßt, der zu Teilchen einer Länge von etwa 3,2 mm zerschnitten wurde. Die erhaltenen Schnitzel ließen sich bei einer Spinntemperatur von 265 - C leicht zu einem Strang aus 34 Fäden schmelzverspinnen. Example 1 A mixture of 9 parts of crystalline polypropylene was obtained (Basic viscosity 1.05; density 0.914) and 1 part of a 5-ethyl-2-vinylpyridine-vinyl acetate copolymer (80:20) prepared by adding a solution of the copolymer in toluene in the presence of chips of the polypropylene evaporated in a conical mixer under vacuum became. The solvent-free mixture was then melted and reduced to about 3.2 mm thick rod, which is cut into particles about 3.2 mm in length became. The resulting chips could be at a spinning temperature of 265 - C easily melt-spun into a strand of 34 filaments.

Beim Verspinnen von Polypropylen allein war eine Schmelzspinntemperatur von 280 C zur Erzielung optimaler Ergebnisse erforderlich. When spinning polypropylene alone, there was a melt spinning temperature of 280 C is required for best results.

Der Fadenstrang aus modifizierten Polypropylenfäden wurde zu einem Werkstück verarbeitet, das für Färbezwecke verwendet wurde. Die ausgezeichnete Farbstoffaffinität des Wirkstückes für dispergierte, Metallatome enthaltende und saure Farbstoffe ergab sich aus den tiefen Farbtönen, die beim Auffärben von 4-(4'--Hydroxyäthyl-aniiino)-5-nitro-1 ,8-dihydroxyanthrachinon, einem neutral färbenden, vormetallisierten Farbstoff und dem blauen Wollfarbstoff der Color Index Nr. 833 erzielt wurden. The strand of modified polypropylene filaments became one Workpiece processed that was used for dyeing purposes. The excellent dye affinity of the active piece for dispersed metal atom-containing and acidic dyes from the deep shades of color that occur when 4- (4 '- hydroxyethyl-aniiino) -5-nitro-1 , 8-dihydroxyanthraquinone, a neutral coloring, pre-metallized dye and the blue wool dye of Color Index No. 833 were achieved.

Entsprechend günstige Ergebnisse wurden erhalten, wenn an Stelle des beschriebenen Mischpolymerisates ein 2,4-Dimethyl-6-vinylpyridin-Athylfuramat-Mischpolymerisat (90: 10) oder ein 3-Isopropenylpyridin-Butadien-Mischpolymerisat (50: 50) verwendet wurde. Correspondingly favorable results were obtained when in place of the copolymer described is a 2,4-dimethyl-6-vinylpyridine-ethylfuramate copolymer (90:10) or a 3-isopropenylpyridine-butadiene copolymer (50:50) is used became.

Beispiel 2 Es wurden Mischungen aus kristallinem Polypropylen und einem 2-Methyl-5-vinylpyridin-Styrol-Mischpolymerisat (85 15) nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Example 2 Mixtures of crystalline polypropylene and a 2-methyl-5-vinylpyridine-styrene copolymer (85 15) according to the example 1 method described.

Die Mischungen wurden dann aus der Schmelze zu Fadensträngen mit 34 Fäden versponnen. Die Festigkeit der Fäden lag bei 6,2 bis 7,8 g pro Denier. The mixtures were then made into strands of thread from the melt 34 threads are spun. The strength of the filaments was 6.2 to 7.8 grams per denier.

Die Fäden ließen sich mit einem neutral färbenden, vormetallisierten Farbstoff und dem blauen Wollfarbstoff der Color Index Nr. 833 zu tiefen Farbtönen mit guter Licht- und Gasechtheit anfärben.The threads could be pre-metallized with a neutral coloring Dye and the blue wool dye the Color Index No. 833 dye to deep shades with good light and gas fastness.

Beispiel 3 Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde diesmal ein 2-Methyl-5-vinylpyridin-Acryln itril-Mischpolymerisat (90 :10) an Stelle des 2-Methyl-5-vinylpyridin-Styrol-Mischpolymerisates verwendet. Es wurden Fäden mit Festigkeiten von 6,35. 5,99 und 5,10 g pro Denier erhalten. Die Fäden ließen sich in tiefen Farbtönen mit ausgezeichneten Lichtechtheitseigenschaften anfärben. Example 3 The procedure described in Example 2 was repeated, However, this time a 2-methyl-5-vinylpyridine-acrylonitrile copolymer (90 : 10) used instead of the 2-methyl-5-vinylpyridine-styrene copolymer. There were threads with strengths of 6.35. 5.99 and 5.10 grams per denier were obtained. The threads could be obtained in deep shades with excellent lightfastness properties stain.

Beispiel 4 Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde diesmal ein 2-Methyl-5 - vinylpyridin - Vinylchlorid - Mischpolymerisat (97 : 3) an Stelle des 2-Methyl-5-vinylpyridin-Styrol-Mischpolymerisates verwendet. Es wurden feste Fäden mit ausgezeichneter Farbstoffaffinität erhalten. Example 4 The procedure described in Example 2 was repeated, however, this time a 2-methyl-5-vinylpyridine-vinyl chloride copolymer was used (97: 3) used instead of the 2-methyl-5-vinylpyridine-styrene copolymer. Solid threads with excellent dye affinity were obtained.

Entsprechende Ergebnisse wurden bei Verwendung eines 3- Vinylpyridin - Vinylidenchlorid - Mischpolymerisates (94 : 6) an Stelle des angegebenen Mischpolymerisates erhalten. Similar results were obtained when using a 3-vinylpyridine - Vinylidene chloride copolymer (94: 6) instead of the stated copolymer obtain.

Beispiel 5 Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde diesmal ein 2-lsopropenylpyridin-Styrol-Mischpolymerisat (50 : 50) verwendet. Die erhaltenen Fäden besaßen eine ausgezeichnete Affinität für dispergierte, Metallatome enthaltende und saure Farbstoffe. Entsprechend günstige Ergebnisse wurden bei Verwendung eines 2-Methyl-5 - vinylpyridin - Vinylpyrrolidon - Mischpolymerisates (65 : 35) an Stelle des beschriebenen Mischpolymerisates erhalten. Example 5 The procedure described in Example 2 was repeated, but this time a 2-isopropenylpyridine-styrene copolymer (50:50) used. The threads obtained had an excellent affinity for dispersed, Dyes containing metal atoms and acidic. Correspondingly favorable results were obtained when using a 2-methyl-5-vinylpyridine-vinylpyrrolidone copolymer (65 : 35) obtained in place of the copolymer described.

Nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Fäden und Fasern aus Polypropylen können in gleicher Weise wie übliche Fäden und Fasern aus Polypropylen verarbeitet werden. Beispielsweise können sie zur Herstellung von wollartigen Decken, zur Herstellung von Uberzügen für Autositze und zur Herstellung von Schiffstauen verwendet werden. Filaments and fibers made by the method of the invention Polypropylene can be used in the same way as conventional threads and fibers made of polypropylene are processed. For example, they can be used to produce wool-like blankets, for the manufacture of covers for car seats and for the manufacture of ship ropes be used.

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen von Fasern oder Fäden durch Schmelzverspinnen von Gemischen aus Polypropylen und 1 bis 25 Gewichtsprozent eines N-haltigen Polymeren, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man Gemische verspinnt, die als N-haltiges Polymeres mindestens ein Mischpolymerisat enthalten, das zu mindestens 25 Molprozent aus Einheiten der allgemeinen Struktur worin R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, R2 eine niedrige Alkylgruppe und n eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeutet, und im übrigen aus Resten eines ungesättigten. polymerisierbaren Monomeren mit einer oder mehreren Kohlenstoff- Kohlenstoff- Doppelbindungen besteht.Claim: A process for producing fibers or threads by melt-spinning mixtures of polypropylene and 1 to 25 percent by weight of an N-containing polymer, characterized in that mixtures are spun which contain at least one copolymer as the N-containing polymer, which is at least 25 mol percent from units of the general structure in which R is a hydrogen atom or a methyl group, R2 is a lower alkyl group and n is an integer from 0 to 4, and the remainder is made up of radicals of an unsaturated one. polymerizable monomers with one or more carbon-carbon double bonds. In Betracht gezogene Druckschriften: Bekanntgemachte Unterlagen des belgischen Patentes Nr. 593 667. Publications considered: Announced documents of the Belgian patent No. 593 667.
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